(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料システムおよび燃料再循環サブシステム（２００）と流体連通する二重燃料燃焼タービン用の液体燃料システム（１００）のための窒素パージサブシステム（３００）であって、前記燃料システムは、少なくとも１つのタービン区画（１５２）を有し、前記窒素パージサブシステムは、前記タービン区画と流体連通する少なくとも１本のパイプに結合された窒素源を備え、炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように、前記タービン区画から液体燃料および空気の除去を促進するために、窒素が、前記窒素源から前記パイプを通って前記タービン区画内に流れる窒素パージサブシステム（３００）。
【請求項２】
前記少なくとも１本のパイプは、
少なくとも１本の窒素パージパイプと、
窒素パージマニホールド（３１０）とをさらに備え、前記マニホールドが、前記少なくとも１本の窒素パージパイプを介して、少なくとも１本の燃料パイプに窒素を供給する請求項１記載の窒素パージサブシステム（３００）。
【請求項３】
前記少なくとも１本の窒素パージパイプは、前記燃料システムの少なくとも一部からの燃料の除去が、重力によって引き起こされる原動力を使用して、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部から前記タービン区画への燃料の移送を介して促進されるように、前記燃料再循環サブシステム（２００）と流体連通する少なくとも１つの通路を備える請求項２記載の窒素パージサブシステム（３００）。
【請求項４】
前記少なくとも１本の窒素パージパイプは、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部からの燃料の除去が、前記タービン区画（１５２）に向かって前記燃料システムの少なくとも一部内に燃料をバイアスするために、原動力を引き起こすことを介して促進されるように、前記燃料再循環サブシステム（２００）および前記窒素源と流体連通する少なくとも１つの通路をさらに備え、前記タービン区画が、第１の圧力を有し、前記窒素源が、第２の圧力を有し、前記第２の圧力が、前記第１の圧力より大きく、さらに、前記燃料システムの少なくとも一部からの空気の除去が、前記タービン区画に向かって前記燃料システムの少なくとも一部内の空気をバイアスするために、原動力を引き起こすことを介して促進されるように、前記タービン区画が、第３の圧力を有し、前記燃料システムの少なくとも一部内の空気は、第４の圧力を有し、前記窒素源は、第５の圧力を有し、前記第５の圧力が、前記第４の圧力より大きく、前記第４の圧力が、前記第３の圧力より大きい請求項２記載の窒素パージサブシステム（３００）。
【請求項５】
液体燃料システムおよび窒素パージサブシステム（３００）と流体連通する二重燃料燃焼タービン用の液体燃料システム（１００）のための燃料再循環サブシステム（２００）であって、
前記燃料システムは、少なくとも１つのタービン区画（１５２）と、液体燃料源と、空気源とを有し、
前記液体燃料源および空気源の両方が、前記タービン区画と流体連通するパイプに結合され、
前記窒素パージサブシステムは、前記タービン区画と流体連通するパイプに結合された窒素源を備え、
前記燃料再循環サブシステムは、前記タービン区画と流体連通する少なくとも１本のパイプと、少なくとも１つの弁とを備え、前記少なくとも１つの弁は、前記少なくとも１本のパイプを介して前記タービン区画へのそれぞれ前記液体燃料源、窒素源、および空気源間の液体燃料、窒素、および空気の流れを制御し、
前記少なくとも１つの弁は、開放状態を有し、炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように、それぞれ前記液体燃料源、窒素源、および空気源から前記少なくとも１本のパイプを通って前記タービン区画内に流れる液体燃料、窒素、および空気が、前記燃料システムの少なくとも一部からの熱の除去を促進し、
かつ前記少なくとも１本のパイプを通って前記タービン区画内に流れる前記窒素が前記タービン区画から液体燃料および空気の除去を促進する
ことを特徴とする、燃料再循環サブシステム（２００）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの弁は、少なくとも１つの三方弁（２２０）を備え、前記三方弁は、少なくとも１つの検知ライン（２２４）、少なくとも１つのばね（２２６）、少なくとも１つのパイロット空気供給源（２２２）、少なくとも１つのシャトルスプール、および少なくとも１つの流れポートを備え、前記少なくとも１つの検知ライン、前記少なくとも１つのばね、前記少なくとも１つのパイロット空気供給源、前記少なくとも１つのシャトルスプール、および前記少なくとも１つの流れポートは、バイアスを引き起こし、前記バイアスは、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部内の燃料、空気、および窒素の移送が促進されるようなものである請求項５記載の燃料再循環サブシステム（２００）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの三方弁（２２０）は、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部内の燃料、空気、および窒素の移送が促進されるように、前記パイプと流体連通する少なくとも１つの通路をさらに備える請求項６記載の燃料再循環サブシステム（２００）。
【請求項８】
前記少なくとも１本のパイプおよび少なくとも１つの弁は、
前記燃料システム（１００）と流体連通する少なくとも１本の燃料再循環パイプと、
前記少なくとも１つの燃料再循環パイプと流体連通する少なくとも１つの液体燃料再循環およびベント遮断弁（２３６）と、
少なくとも１つの液体燃料再循環およびベント遮断弁と流体連通する少なくとも１つの弁スタンドパイプ（２４０）と、
前記燃料システムと流体連通する少なくとも１つの圧力逃がし弁（２４８）とをさらに備える請求項５記載の燃料再循環サブシステム（２００）。
【請求項９】
前記燃料システムの少なくとも一部からの空気除去および前記弁スタンドパイプ（２４０）への空気の移送を促進するように、前記少なくとも１本の燃料再循環パイプが、実質的に水平面に対して上方に傾斜しバイアスされる前記燃料再循環サブシステムの少なくとも一部を備える請求項８記載の燃料再循環サブシステム（２００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの圧力逃がし弁（２４８）が、前記燃料システム（１００）の少なくとも一部からの空気除去を促進するために、通常閉鎖バイアスおよび開放バイアスを含む請求項８記載の燃料再循環サブシステム（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に回転機械に関し、より詳細には燃焼再循環システムおよび窒素パージシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの知られている二重燃料燃焼タービンにおいて、タービンは、気体燃料または液体燃料のいずれかを燃焼することによって動力が供給され、液体燃料は、一般的に蒸留油である。これらの燃焼タービンは、液体燃料および気体燃料の両方のための燃料供給システムを有する。燃焼タービンは、一般に、気体燃料および液体燃料の両方を同時に燃焼しない。むしろ、燃焼タービンが液体燃料を燃焼するとき、気体燃料供給源は、動作状態を外される。代わりに、燃焼タービンが気体燃料を燃焼するとき、液体燃料供給源は、動作状態を外される。
【０００３】
いくつかの知られている工業燃焼タービンにおいて、燃焼システムは、燃焼カンのアレイを有することができ、各燃焼カンは、少なくとも１つの液体燃料ノズルおよび少なくとも１つの気体燃料ノズルを有する。燃焼カン構成において、ノズルのわずかに下流側の点で、燃焼カン内で燃焼が開始される。圧縮機（圧縮空気を燃焼システムに移送するために通常使用される）からの空気は、燃焼のための酸素を提供するために、燃焼カンの周りでかつ燃焼カンを通って流れる。
【０００４】
二重燃料能力（主として気体燃料およびバックアップとして液体燃料）を有するいくつかの知られている既存の燃焼タービンは、液体燃料システム内で形成する炭素質の凝結粒子の形態の炭素堆積物を受けることがある。炭素質の粒子凝結およびその後の堆積物は、一般に、液体燃料が、酸素の欠乏において１７７℃（３５０°Ｆ）の温度に加熱されるときに始まる。酸素の存在において、プロセスは加速し、炭素質の粒子凝結は、約９３℃（２００°Ｆ）で始まる。炭素質の粒子が蓄積するにつれ、それら炭素質の粒子は、液体燃料が通って流れる断面積通路を有効に低減する。炭素質の粒子凝結が継続して減らないなら、粒子は、液体燃料通路を妨げることがある。一般に、燃焼タービンのより温度が高い領域は、多くの知られている燃焼タービンシステムのタービン区画内に配置される燃焼システムに関連付けられる傾向がある。したがって、炭素質の粒子の形成は、タービン区画の熱を受けるときに最も促進される傾向があり、タービン区画の上流側の液体燃料システム内に存在しない可能性がある。
【０００５】
気体燃料を燃焼する前に、液体燃料ノズル通路は、液体燃料システムに流体接続されるパージ空気システムを介して通常パージされる。しかしながら、静止液体燃料は、迅速な燃料移送のための準備を促進にするために、タービン区画に配置されたシステムの一部に残ることがある。液体燃料システムが動作状態を外されるこれらの期間の間に、パージ空気システムは、液体燃料システムと流体連通する点でより高い圧力であり、液体燃料システムの一部内での空気浸透はより可能性がある。この状態は、燃料と空気との間の相互作用の可能性を増大することがあり、その後、炭素質の粒子の前記形成が促進されることがある。
【特許文献１】米国特許第４，４９０，１０５号公報
【特許文献２】米国特許第６，１４５，２９４号公報
【特許文献３】米国特許第６，４３８，９６３号公報
【特許文献４】米国特許第６，７２９，１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、液体燃料システムが、所定の時間限界を超えて動作しないままであるとき、タービン区画内の静止液体燃料が、炭素質の粒子凝結を受け始める可能性が増大する。液体燃料システム内へのパージ空気浸透は、液体燃料と空気が接触すること空気を促進し、動作しない燃料システムを維持することに関連する時間期間の長さが増大し、かつ空気浸透の大きさが増大するにつれ、拡大された空気と燃料との相互作用の可能性は増大する。上述のように、液体燃料の炭素質の粒子凝結は、酸素の存在における非常により低い温度で促進される。いくつかの知られているタービン区画温度が、１５７℃（３１５°Ｆ）を超えて測定されることを考慮して、浸透パージ空気が静止液体燃料と接触したままであるなら、炭素質の粒子凝結は、より発生する可能性がある。炭素質の粒子が形成されるにつれ、それらは、燃焼燃料ノズル内の液体燃料の内部流れ通路を含む、液体燃料の内部流れ通路を妨げる可能性を生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、燃料システムを動作する方法が提供される。方法は、重力排出プロセスを使用して燃料システムの少なくとも一部から燃料を除去することを含む。方法は、燃料システムの少なくとも一部から空気および残留燃料の除去を促進し、それによって炭素質の凝結粒子の形成を緩和するために、燃料システムの少なくとも一部内へ窒素を向けることも含む。方法は、燃料システムの少なくとも一部が、実質的に燃料で再充填されかつ実質的に空気および窒素を取り除かれるように、ベントプロセスを使用して燃料再充填プロセスの間に、燃料システムの少なくとも一部から空気および窒素を除去することをさらに含む。方法は、ベントプロセスを使用して再充填された燃料システムの少なくとも一部から空気を除去することも含む。方法は、さらに燃料システムの少なくとも一部内の燃料を再循環し、それによって燃料システムの少なくとも一部から熱を除去し、かつ動作燃料モードの変化を促進することを含む。
【０００８】
他の態様において、二重燃料燃焼タービン用の液体燃料システムのための窒素パージサブシステムが提供される。窒素パージサブシステムは、液体燃料システムおよび燃料再循環サブシステムと流体連通する。燃料システムは、少なくとも１つのキャビティを有する。窒素パージサブシステムは、キャビティと流体連通する少なくとも１本のパイプに結合された窒素源を含む。炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように、キャビティから液体燃料および空気の除去を促進するために、窒素が、窒素源からパイプを通ってキャビティ内に流れる。
【０００９】
さらなる態様において、二重燃料燃焼タービン用の液体燃料システムのための燃料再循環サブシステムが提供される。燃料再循環サブシステムは、液体燃料システムおよび窒素パージサブシステムと流体連通する。燃料システムは、少なくとも１つのキャビティと、液体燃料源と、空気源とを有する。液体燃料源および空気源の両方が、キャビティと流体連通するパイプに結合される。窒素パージサブシステムは、キャビティと流体連通する１本のパイプに結合された窒素源を有する。燃料再循環サブシステムは、前記キャビティと流体連通する少なくとも１本のパイプと、少なくとも１つの弁とを備え、少なくとも１つの弁は、少なくとも１本のパイプを介してキャビティへのそれぞれ液体燃料源、窒素源、および空気源間の液体燃料、窒素、および空気の流れを制御する。少なくとも１つの弁は、開放状態を有する。液体燃料、窒素、および空気が、それぞれ液体燃料源、窒素源、および空気源から少なくとも１本のパイプを通ってキャビティ内に流れる。燃料システムの少なくとも一部からの熱の除去が促進される。キャビティから液体燃料および空気の除去は、炭素質の凝結粒子の形成が緩和されるように促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、燃料再循環サブシステム２００および窒素パージサブシステム３００を有する、液体燃料システム１００の例示的な実施形態を概略的に示す図である。液体燃料システム１００は、配管、ヘッダ、およびタンクを含む少なくとも１つのキャビティを有し、タンクは、さらに、液体燃料給送サブシステム１０２、燃料ポンプ吸い込みヘッダ１０４、少なくとも１つの液体燃料フィルタ１０５、燃料ポンプ１０６、燃料ポンプ排出ヘッダ１０８、燃料ポンプ排出圧力逃し弁ヘッダ１１０、燃料ポンプ排出圧力逃し弁１１２、燃料ポンプ排出逆止め弁１１４、燃料ポンプバイパスヘッダ１１６、バイパスヘッダ手動遮断弁１１８、燃料ポンプバイパスヘッダ逆止め弁１２０、液体燃料流れ制御弁１２２、制御弁再循環ヘッダ１２４、液体燃料流れ停止弁１２６、停止弁再循環ヘッダ１２８、停止弁再循環ライン逆止め弁１３０、共通再循環ヘッダ１３２、流れ分割器吸い込みヘッダ１３４、少なくとも１つの非従動ギアポンプ１３７を含む流れ分割器１３６、少なくとも１つの流れ分割器排出ヘッダ１３８（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン供給ヘッダ１４０（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン流れベンチュリ１４２（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの燃焼カン液体燃料ノズル供給マニホールド１４４（明瞭性のために１つだけ示される）、複数の液体燃料ノズル１４８を含む少なくとも１つの燃焼カン１４６（明瞭性のために１つだけ示される）、および液体燃料パージ空気サブシステム１５０を含む。タービン区画１５２は、点線で示される。燃料システム１００は、フォールススタート排出タンク１５４、機器空気サブシステム１５６、燃料給送再循環ヘッダ１５８、流れオリフィス１６０、逆止め弁１６２、および液体燃料格納タンク１６４も含む。
【００１１】
燃料再循環サブシステム２００は、流れ分割器吸い込みヘッダ圧力逃し弁供給ヘッダ２０２、流れ分割器吸い込みヘッダ圧力逃し弁２０４、ソレノイド弁２０８、流れオリフィス２１０、逆止め弁２１２、複数の圧力変換器２１３、２１４、および２１５、複数の圧力変換器手動遮断弁２１６、２１７、および２１８、共通圧力変換器ヘッダ２１９、少なくとも１つの三方弁２２０（明瞭性のために１つだけ示される）、パイロット空気供給源２２２（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの三方弁検知ライン２２４（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの三方弁バイアスばね２２６（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの多目的液体燃料再循環／窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８（明瞭性のために１つだけ示される）、逆止め弁２３０（明瞭性のために１つだけ示される）、共通液体燃料再循環およびベントマニホールド２３２、共通液体燃料再循環およびベントヘッダ２３２、共通液体燃料再循環およびベント遮断弁２３６、ソレノイド弁２３８、弁スタンドパイプ２４０、ベント弁２４２、ソレノイド弁２４４、流れオリフィス２４６、圧力逃し弁２４８、ベントヘッダ２５０、高レベルスイッチ２５２、低レベルスイッチ２５４、複数の圧力変換器２５６および２５８、複数の圧力変換器手動遮断弁２６０および２６２、ローカル圧力指示器２６４、ローカル圧力指示器手動遮断弁２６６、ローカルレベルゲージ２６８、複数のローカルレベルゲージ手動遮断弁２７０および２７２、および液体燃料再循環戻りヘッダ２７４を含む。
【００１２】
窒素パージサブシステム３００は、少なくとも１つの液体燃料排出ヘッダ３１０（明瞭性のために１つだけ示される）、少なくとも１つの液体燃料手動排出弁３０４、窒素供給サブシステム３０６、窒素供給手動遮断弁３０８、共通窒素パージマニホールド３１０、少なくとも１つの窒素パージヘッダ手動遮断弁３１２、および窒素パージヘッダ３１４（明瞭性のために１つだけ示される）を含む。
【００１３】
液体燃料は、液体燃料給送サブシステム１０２から液体燃料システム１００内へ流れる。液体燃料給送サブシステム１０２は、液体燃料格納タンク１６０で吸い込みを行い、少なくとも１つのポンプ（図１に示されていない）を含むことができる。液体燃料動作の間に、少なくとも１つの液体燃料給送ポンプは、燃料ポンプ吸い込みヘッダ１０４への液体燃料の流れを促進し、燃料は、フィルタ１０５を通って燃料ポンプ１０６の入口へ流れる。燃料ポンプ１０６は、排出ヘッダ１０８内へ燃料を排出し、圧力逃し弁１１２は、ポンプ１０６の流れ設計が達成されることができないときに、ポンプ１０６を通る十分な流れを促進することによって、ポンプ１０６を保護するために配置されかつバイアスされ、それによってポンプ１０６、ポンプモータ（図１に示されていない）、およびポンプ１０６の下流側の結合される配管の保護を促進する。逃し弁ヘッダ１１０は、共通再循環ヘッダ１３２に流体接続される。液体燃料は、通常、排出ヘッダ１０８から逆止め弁１１４を通って制御弁１２２へ流れる。逆止め弁１１４は、ポンプ１０６の逆回転の防止を促進するために、ポンプ１０６を通る排出ヘッダ１０８からの液体燃料の逆流の低減を促進するように配置されかつバイアスされる。
【００１４】
ポンプバイパスヘッダ１１６は、手動遮断弁１１８および逆止め弁１２０を含む。ヘッダ１１６の目的は、システム１００に液体燃料の供給を促進することであり、以下により詳細に記載されるようにベントの間に、ポンプ１０６の代わりとして、例えば液体燃料でシステム１００を充填する。弁１１８は、通常閉鎖され、流れを促進するために開放されることができる。逆止め弁１２０は、ポンプ１０６が動作状態である間に、ポンプ排出ヘッダ１０８からポンプ吸い込みライン１０４へ戻る燃料流れの低減を促進するために配置されかつバイアスされる。
【００１５】
液体燃料は、制御弁１２２および停止弁１２６を通って流れる。図１は、液体燃料スタンバイモードにおける弁１２２および１２６の配置を示し、燃焼タービン（図１には示されていない）は、天然ガスで点火し、すなわち気体燃料動作モードで点火し、燃料ポンプ１０６が動作状態を外されて、または燃料システム１００が以下にさらに議論されるように液体燃料再循環モードである。制御弁１２２および停止弁１２６は、それぞれ再循環ヘッダ１２４および１２８を通って共通再循環ヘッダ１３２へ液体燃料を流すことを促進するために配置されるように図示される。ヘッダ１３２は、その後、ポンプ吸い込みヘッダ１０４への流れを促進する。燃料ポンプ１０６が動作状態を外れている間の再循環の流れが小さくあり得ることに留意されたい。
【００１６】
ポンプ１０６が動作し、ヘッダ１０８内への液体燃料の流れが、ポンプ１０６によって引き起こされ、かつ燃焼タービンが気体燃料で動作するとき、弁１２２および１２６は、それぞれ再循環ヘッダ１２４および１２８へのポンプ１０６からの実質的に全ての液体燃料の流れを促進するためにバイアスされることができ、すなわち、液体燃料システム１００は、スタンバイ動作モードである。ヘッダ１２４を通る流れは、ヘッダ１２８を通る流れよりも大きいことがある。したがって、逆止め弁１３０は、ヘッダ１２８内に配置され、ヘッダ１２８を介する停止弁１２６へのヘッダ１３２からの燃料の流れの低減を促進するためにバイアスされる。
【００１７】
例示的な実施形態において、弁１２２および１２６は、タービンが、ガスで点火されかつ公称速度の９５％を達成するとき、燃焼タービン開始動作の間の時間における点で、流れ分割器吸い込みヘッダ１３４への実質的に主な液体燃料を向けるために、燃料システム１００のスタンバイモードに関連する共通再循環ヘッダ１３２へ液体燃料を向けるためにそれらのバイアスから自動的に変わる。代わりに、弁１２２および１２６は、手動動作を介して変えられることができる。ヘッダ１３４への流れが増大されるにつれ、ヘッダ１３２への流れが低減される。
【００１８】
弁１２２および１２６は、以下にさらに議論されるように、燃料システム１００の動作の液体燃料充填モードの間、ヘッダ１３４に実質的に主な液体燃料の流れを向けるようにバイアスされることもできる。
【００１９】
ポンプ１０６が動作しかつ燃焼タービンが液体燃料で動作する、すなわち動作の液体燃料モードのときに、弁１２２および１２６は、流れ分割器吸い込みヘッダ１３４への流れを促進するようにバイアスされ、液体燃料は、流れ分割器１３６へ向けられる。流れ分割器１３６は、各結合される燃焼カン１４６に実質的に同様であり一貫した流れ分布を促進する複数の非従動ギアポンプ１３７を含む。
【００２０】
各ギアポンプ１３７は、ヘッダ１３４の全体にわたる実質的に類似する燃料圧力を促進し、それによって各ギアポンプ１３７への実質的に類似する吸い込み圧力を促進するために、流れに対する十分な抵抗を提供する。また、各ギアポンプ１３７は、各結合されるギアポンプ１３７を通るヘッダ１３４からの液体燃料の流れを介して、回転してエネルギー供給され、各結合される流れ分割器排出ヘッダ１３８内に、所定の排出圧力で所定のレートで燃料を排出する。１つのギアポンプ１３７、１つのヘッダ１３８、および１つの三方弁２２０を含む１つの以降の流れチャネルが、以下に議論される。
【００２１】
流れ分割器１３６からの排出時に、液体燃料は、ヘッダ１３８から結合される三方弁２２０へ流れる。図１は、弁２２０を介してパージ空気サブシステム１５０から燃焼カン１４６へのパージ空気の流れを促進するために配置された三方弁２２０を示す。この配置は、弁２２０に関する空気パージ動作モードと呼ばれることができる。示された弁２２０の配置は、また、多目的液体燃料再循環／窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８に流体連通する燃料ヘッダ１３８を示す。燃焼タービン液体燃料流れ動作モードの間に、弁２２０は、ヘッダ１３８から燃焼カン１４６への燃料の流れを促進するように通常バイアスされる。この弁２２０の配置は、弁２２０に関する液体燃料燃焼動作モードと呼ばれることができる。このモードにおいて、弁２２０は、また、パージ空気サブシステム１５０からのパージ空気の流れを実質的に遮断し、ヘッダ２２８への一部の燃料の流れを許容することができる。弁２２０は、パージ空気サブシステム１５０からの空気を受けるパイロット空気供給源２２２を含む。弁２２０は、シャトルスプール（図１には示されていない）も含み、シャトルスプールは、燃焼タービン動作の選択されたモードに適切なパージ空気および液体燃料の流れを促進する複数の流れポート（図１には示されていない）を含む。パイロット空気供給源２２２は、弁２２０のシャトルスプールのバイアスを引き起こし、液体燃料が燃焼カン１４６へ移送されるように、シャトルスプールの移動を引き起こす傾向がある。検知ライン２２４は、弁２２０のシャトルスプールのバイアスを引き起こし、液体燃料が燃焼カン１４６へ移送されるように、シャトルスプールの移動を引き起こす傾向がある。弁２２０は、燃焼カン１４６へのパージ空気の流れを促進するために、弁２２０のシャトルスプールを配置するためのバイアスを引き起こすばね２２６をさらに含む。したがって、システム１００が動作状態にあるとき、ポンプ１０６を介して引き起こされる液体燃料圧力は、実質的に静止パージ空気サブシステム１５０の圧力より大きく、ばね２２６は、液体燃料が、ヘッダ１３８から三方弁２２０を介して燃焼カン供給ヘッダ１４０に流れるように、シャトルスプールを配置するようにバイアスする。代わりに、パイロット空気サブシステム２２２の圧力は、実質的に静止パージ空気サブシステム１５０の圧力より大きいことがあり、ばね２２６は、液体燃料が、ヘッダ１３８から三方弁２２０を通って燃焼カン供給ヘッダ１４０に流れるように、弁２２０のシャトルスプールを配置するようにバイアスする。
【００２２】
パージ空気サブシステム１５０からのパージ空気は、ポンプ１０６が動作状態を外されて、実質的に静止液体燃料システム１００の圧力より高い実質的に静止圧力に通常バイアスされる。ポンプ１０６が動作状態を外される気体燃料動作モードの間に、ばね２２６とともにパージ空気サブシステム１５０の圧力は、液体燃料が、それぞれの燃焼カン１４６に入ることを防ぎ、かつパージ空気がカン１４６へ移送されることができるように、各燃焼カン１４６に結合される三方弁２２０をバイアスする。パージ空気は、結合される燃焼カン１４６内の液体燃料燃焼の終了時に、ノズル１４８を介してヘッダ１４０およびマニホールド１４４からの液体燃料の除去を促進するために使用されることができる。パージ空気は、気体燃料動作モードの間に、ノズル１４８内への冷却空気の注入を介してノズル１４８の冷却を促進することもできる。この同じパージ空気が、カン１４６に移送され、三方弁２２０の作動を促進し、三方弁２２０におけるシール（図１には示されていない）を通って漏れ、液体燃料と相互作用し、かつ炭素質の粒子の凝結を促進することができる。
【００２３】
気体燃料モードから液体燃料モードへの燃焼タービン動作の変化の間、ポンプ１０６は、動作状態にされ、弁１２２および１２６は、液体燃料がヘッダ１３４および流れ分割器１３６を通って流れ、かつヘッダ１３８内の液体燃料圧力が増大されるように、それらの配置を変える。ヘッダ１３８内の液体燃料圧力が、パージ空気圧力を超えると、三方弁２２０のスプールは、往復を開始し、最終的に燃焼カン１４６へのパージ空気の流れを実質的に終了し、かつカン１４６への液体燃料の流れを促進する。一般的なシステム１００において、液体燃料圧力は、パージ空気の圧力より高い約５５２キロパスカル差（ｋＰａｄ）（平方インチ当たり８０ポンド差（ｐｓｉｄ））で燃料の流れを促進する位置に、往復する様にスプールをバイアスし始める。
【００２４】
サブシステム２００の例示的な実施形態において、燃焼タービンの気体燃料動作モードの間に、三方弁２２０が、任意の可能性がある漏洩を受けるなら、パージ空気サブシステム１５０の圧力は、通常静止ヘッダ１３８の圧力より高いため、パージ空気は、ヘッダ１４０への液体燃料も漏洩より液体燃料システム１００へ漏洩する傾向がある。したがって、弁２２０を介する燃料漏洩の可能性は、減少されるが、空気と燃料の相互作用の可能性は増大する。この状態は、以下により詳細に議論される。
【００２５】
上記で議論されたように、燃焼タービン動作の所定の動作に応じて、液体燃料またはパージ空気のいずれかは、ヘッダ１４０へ移送される。ヘッダ１４０からの流れは、その後、燃焼カン空気流れベンチュリ／燃料流れヘッダ１４２およびマニホールド１４４を介して、燃焼カン１４６内に配置された燃料ノズル１４８に移送される。空気流れベンチュリ１４２は、パージ空気が、流れ経路における流れ制限、すなわちベンチュリの配置を介してヘッダ１４０内に流れる一方、燃焼カン１４６へのパージ空気の流れの最小化を促進するようにバイアスされることができる。図１は、空気ベンチュリ配置にバイアスされた空気流れベンチュリ／燃料流れヘッダ１４２を図示する。燃料がヘッダ１４０に移送される時間期間の間に、燃料流れヘッダ１４２は、マニホールド１４４への実質的に制限されない燃料流れを促進するようにバイアスされることができる。マニホールド１４４は、ノズル１４８への燃料およびパージ空気の均等化を促進する。燃焼カン１４６は、燃料燃焼および燃焼タービンへのエネルギー放出を促進する。
【００２６】
例示的な実施形態において、システム１００の少なくとも一部からフォールススタート排出タンク１５４への空気の除去が促進されることができるように、圧力逃し弁２０４は、液体燃料システム１００における高い点でヘッダ２０２を介してヘッダ１３４と流体連通に配置される。液体燃料が、除去される空気に同伴されることができる場合に、タンク１５４は、液体燃料を受けるように構成される。弁２０４は、通常、閉鎖された位置にバイアスされる。ポンプ１０６が動作状態にあり、または弁１１８が開放され、弁１２２および１２６が、ヘッダ１３４内への液体燃料の流れを促進するために配置されるとき、開放弁２０４が、タンク１５４へ燃料の過剰な流れを促進しないように、オリフィス２１０は、圧力逃し弁２０４の下流側に配置される。以下にさらに詳細に議論されるいくつかの所定の動作モードのために、ソレノイド弁２０８は、機器空気サブシステム１５６を弁２０４の動作機構と流体連通させるように作動される。サブシステム１５６からの機器空気は、弁２０４を開放配置にバイアスする。逆止め弁２１２は、タンク１５４からヘッダ１３４への燃料および空気の流れの最小化を促進するように配置されかつバイアスされる。
【００２７】
それぞれ手動遮断弁２１６、２１７、および２１８を介して動作状態から外されることができる３つの圧力変換器２１３、２１４、および２１５も、共通圧力変換器ヘッダ２１９を介してヘッダ１３４と流体連通する。変換器２１３、２１４、および２１５は、流れ分割器吸い込みヘッダ１３４で液体燃料システム１００の圧力を監視する。複数の変換器は、冗長性したがって信頼性を促進する。
【００２８】
圧力逃し弁２０４、三方弁２２０、および変換器２１３、２１４、および２１５は、燃料システム１００の圧力制御を促進するように協働する。例示的な実施形態において、ソレノイド弁２０８は、その後、それぞれ弁２０４を開放および閉鎖にバイアスする、自動制御サブシステム（図１に示されていない）からの電気信号に基づき開放または閉鎖にバイアスされることができる。上記で議論されるように、三方弁２２０は、空気パージモードから液体燃料燃焼モードに変えるようにバイアスされることができる。また上記で議論されるように、液体燃料の圧力が、パージ空気サブシステム１５０の圧力よりほぼ５５２ｋＰａｄ（８０ｐｓｉｄ）高く近づくとき、空気パージモードから液体燃料流れモードに変わり始まることができる。液体燃料ノズル１４８へのパージ空気の流れの除去は、ノズル１４８が、所定の温度パラメータを超える状態を引き起こすことがある。燃焼タービン気体流れ動作モードの間に、パージ空気サブシステム１５０の圧力の上に５５２ｋＰａｄ（８０ｐｓｉｄ）より低い、弁２２０の上流側に液体燃料の圧力の維持を促進するために、逃し弁２０４は、液体燃料の圧力が、パージ空気サブシステム１５０の圧力よりほぼ３４．５ｋＰａｄ（５ｐｓｉｄ）に等しいまたは高いとき、自動的に開放バイアスされる。弁２０４は、液体燃料の圧力が、ほぼ３４．５ｋＰａｄ（５ｐｓｉｄ）低く低減されるとき、自動的に閉鎖バイアスされる。３４．５ｋＰａｄ（５ｐｓｉｄ）の設定点は、５５２ｋＰａｄ（８０ｐｓｉｄ）より低い十分なマージンで液体燃料圧力低減を促進しかつ制限し、上記に議論されるように、弁２２０のシールを介してシステム１００内にパージ空気の漏洩の最小化を促進する。
【００２９】
代替の実施形態において、弁２０４は、オペレータによって開始されるコマンド信号に基づき動作されることができる。例えば、ポンプ１０６が動作状態に無い所定の動作の間に、システム１００の少なくとも一部からの空気の除去を促進するために、弁２０４は、ソレノイド弁２０８を開放配置にバイアスし、かつ機器空気サブシステム１５６を弁２０４の動作機構と流体連通させるオペレータによって引き起こされる電気信号によって、開放配置にバイアスされることができる。サブシステム１５６からの機器空気は、弁２０４を開放配置にバイアスする。弁２０４は、類似する方法で閉鎖配置にバイアスされることができ、すなわちオペレータによって引き起こされる信号の除去は、ソレノイド弁２０８を閉鎖配置にバイアスし、機器空気は、弁２０４の動作機構から除去され、かつ弁２０４は、閉鎖配置にバイアスされる。代替の実施形態において、自動化されたタイマ機構（図１には示されていない）は、オペレータ作用の不在で、所定の時間間隔でシステム１００の少なくとも一部から空気を除去するために、定期的に弁２０４を開放するために提供されることができる。また、液体燃料での充填アクティビティの間に、システム１００の少なくとも一部をベントするための弁２０４の手動動作は、以下にさらに議論されるように充填アクティビティを促進することができる。
【００３０】
弁２０４は、変換器２１３、２１４、および２１５によって検知される、制御サブシステム（図１に示されていない）の処理システム圧力に基づき、ソレノイド弁２０８に対する手動オペレータ動作（上記で議論されるように）または自動電気開放信号のいずれかを介して、開放配置にバイアスされることによって燃料システム１００内の迅速な圧力移行の効果の緩和を促進することもできる。
【００３１】
システム１００の動作を促進することができるサブシステム２００の追加の実施形態は、上記で議論されたように、弁２０４に関連する特徴および圧力制御スキームを警戒しかつ／または警報する制御サブシステム（図１に示されていない）オペレータを含む。例えば、オペレータ警戒または警報は、パージ空気に対する液体燃料の差圧に関連する所定のパラメータを生じることができる。より特定の実施例は、液体燃料の圧力が、所定の時間期間に対する所定の設定点上のパージ空気の圧力を超える場合であることができ、警戒または警報は、圧力制御スキームの可能性がある故障をオペレータに通知するために引き起こされることができる。さらなる実施例は、液体燃料の圧力が、所定の時間期間に対する所定の設定点の下である場合であることができ、警戒または警報は、圧力制御スキームの可能性がある故障をオペレータに通知するために引き起こされることができる。追加の実施例は、弁２０４が、所定の閾値を超える所定の時間期間内の多数のサイクルで、開放配置と閉鎖配置の間の所定の時間期間またはサイクルを超えて開放される場合に、警戒または警報を含むことができ、両方の状況は、圧力制御スキーム故障を示す可能性がある。
【００３２】
システム１００の動作を促進することができるサブシステム２００に対するさらなる実施形態は、所定の状況に関して、タービントリップを含む自動作動を含むことができる自動化された保護特徴を含む。例えば、燃焼タービンが気体燃料モードである一方、液体燃料の圧力が、所定の時間期間に関する所定の設定点を超える場合に、ノズル１４８への不十分なパージ空気の流れが、ノズル１４８内の望ましくない温度偏位を引き起こすことがあるように、弁２２０のパージ動作モードは、変わることができる。したがって、タービントリップは、ノズル１４８の保護を促進するように引き起こされることができる。
【００３３】
図１は、燃料再循環サブシステム２００のさらなる実施形態を図示する。システム１００が液体燃料再循環モードであるとき、気体燃料燃焼タービン動作の間、弁２２０は、通常、空気パージモードに配置され、多目的液体燃料再循環／窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８は、結合される三方弁２２０とそれぞれ流体連通にある。燃料は、空気パージモードにバイアスされる結合された弁２２０を有する各ヘッダ２２８から、共通液体燃料再循環およびベントマニホールド２３２へ流れることを引き起こされる。逆止め弁２３０は、結合された弁２２０から燃料の流れを受けることができないヘッダ２２８内への燃料の流れの最小化を促進するように、配置されかつバイアスされる。
【００３４】
共通液体燃料再循環およびベント遮断弁２３６は、閉鎖配置にバイアスされるとき、液体燃料再循環流れおよび空気ベント流れの終了を促進するために、サブシステム２００内に配置される。いくつかの所定の動作モードについて、以下にさらに議論されるように、ソレノイド弁２３８は、機器空気サブシステム１５６を弁２３６の動作機構と流体連通させるように作動される。サブシステム１５６からの機器空気は、弁２３６を開放位置にバイアスする。例示的な実施形態において、ソレノイド弁２３８は、その後、それぞれ弁２３６を開放および閉鎖にバイアスする、自動制御サブシステム（図１に示されていない）からの電気信号に基づき開放または閉鎖にバイアスされることができる。例えば、システム１００が、液体燃料再循環モードにあるとき、および燃焼タービン（図１に示されていない）が、開始アクティビティの間に公称速度の９５％を達成するとき、弁２３６は、開放配置に向かってバイアスされることができる。燃焼タービンの遮断アクティビティの間に、燃料システム１００が液体燃料再循環モードであり、タービン速度が公称速度の９５％より下に低下する間に、弁２３６は、閉鎖配置に向かってバイアスされることができる。
【００３５】
代替の実施形態において、弁２３６は、オペレータによって開始される共通信号に基づいて動作されることができる。例えば、ポンプ１０６が動作状態の所定の動作の間に、システム１００の少なくとも一部を通る液体燃料再循環を促進するために、弁２３６は、弁２３６を開放配置にバイアスし、かつ機器空気サブシステム１５６を弁２３６の動作機構と流体連通させるオペレータによって引き起こされる電気信号によって、開放配置にバイアスされることができる。サブシステム１５６からの機器空気は、弁２３６を開放配置にバイアスする。弁２３６は、類似する方法で閉鎖配置にバイアスされることができ、すなわちオペレータによって引き起こされる信号の除去は、ソレノイド弁２３８を閉鎖配置にバイアスし、機器空気は、弁２３６の動作機構から除去され、かつ弁２３６は、閉鎖配置にバイアスされる。
【００３６】
ヘッダ２３４は、ベント収集スタンドパイプ２４０と流体連通する。スタンドパイプ２４０は、２つの目的を果たす、すなわち燃料が再循環されるとき、燃料に同伴された空気の除去を促進することと、再循環以外の動作モードの間、例えばシステム１００の液体燃料充填動作の間にシステム１００から空気の除去を促進することである。ベントスタンドパイプ２４０は、ベント弁２４２、オリフィス２４６、および圧力逃し弁２４８を含むベントヘッダ２５０を介して、フォールススタート排出タンク１５４と流体連通する。ベント弁２４２は、以下により詳細に議論されるように、ソレノイド弁２４４を介する機器空気サブシステム１５６からの機器空気を介してバイアスされることができる。オリフィス２４６は、スタンドパイプ２４０からタンク１５４へのベントレートを制御する。タンク１５４は、ベント弁２４２または圧力逃し弁２４８が開放バイアスされたとき、スタンドパイプ２４０からの空気および／または燃料を受ける。
【００３７】
圧力逃し弁２４８は、通常、閉鎖配置にバイアスされ、ベント弁２４２が、動作状態に無く、かつスタンドパイプ２４０内の圧力が、第１の所定のパラメータを達成する場合に、スタンドパイプ２４０の圧力制御を促進し、それによって、本明細書で議論されるように、スタンドパイプ２４０および結合される配管および構成要素の保護を促進する。逃し弁２４８は、スタンドパイプ２４０内の圧力が、第２の所定のパラメータまで低減するまで、圧力が、第１の所定のパラメータを達成するときに開放バイアスされ、第２の圧力パラメータは、第１の圧力パラメータより低く、弁２４８は、自動的にバイアスされた閉鎖配置に戻る。
【００３８】
ベントスタンドパイプ２４０も、それぞれ手動遮断弁２６０および２６２を介して、圧力変換器２５６および２５８と流体連通している。圧力変換器２５６および２５８は、スタンドパイプ２４０内の圧力を検知し、処理のために制御サブシステム（図１には示されていない）に関連する電気信号を送る。手動遮断弁２６６を介してスタンドパイプ２４０と流体連通しているローカル圧力機器２６４は、局所的なスタンドパイプ２４０内の圧力の監視を促進する。
【００３９】
例示的な実施形態において、ベント弁２４２は、開放配置にバイアスされたとき、スタンドパイプ２４０からタンク１５４への燃料の流れおよび空気ベントの流れを促進するように配置される。弁２４２は通常閉にバイアスされる。以下にさらに議論されるように、所定の開放状態は、機器空気サブシステム１５６を弁２４２の動作機構を流体連通させるように、ソレノイド弁２４４の作動を開始する。サブシステム１５６からの機器空気は、弁２４２を開放位置にバイアスする。例示的な実施形態において、ソレノイド弁２４４は、その後、それぞれ弁２４２を開放および閉鎖にバイアスする、自動制御サブシステム（図１に示されていない）からの電気信号に基づき開放または閉鎖にバイアスされることができる。例えば、システム１００が、液体燃料再循環モードにあるとき、および燃焼タービン（図１に示されていない）が、開始アクティビティの間に公称速度の９５％を達成するとき、弁２４２は、開放配置に向かってバイアスされることができる。燃焼タービンの遮断アクティビティの間に、燃料システム１００が液体燃料再循環モードであり、タービン速度が公称速度の９５％より下に低下する間に、弁２４２は、閉鎖配置に向かってバイアスされることができる。
【００４０】
この状態において、スタンドパイプ２４０内の圧力を検知する２つの圧力変換器２５６および２５８のいずれかが、第１の所定のパラメータに等しいまたは超える第１の圧力を達成する、液体燃料再循環アクティビティの間、ベント弁２４２は、タンク１５４への空気および／または燃料の移送を促進するように開放バイアスされる。スタンドパイプ２４０内の圧力を検知する２つの圧力変換器２５６および２５８のいずれかが、第２の所定のパラメータに実質的に類似する第２の圧力を達成するとき、第１の圧力は、第２の圧力より大きく、ベント弁２４２は、閉鎖バイアスされる。この特徴の目的は、タンク１５４へのスタンドパイプ２４０からの流れを促進し、かつタンク１５４からスタンドパイプ２４０への空気、窒素、および液体燃料の流れの最小化を促進することである。
【００４１】
ベント弁２４２に関連する全体制御スキームに同様に統合されることができる高レベルスイッチ２５２および低レベルスイッチ２５４も、スタンドパイプ２４０に流体連通する。例えば、スタンドパイプ２４０内の液体燃料レベルが、高レベルスイッチ２５２を作動する状況において、ベント弁２４２が、閉鎖バイアスされる。この特徴の目的は、システム１００からの空気の除去の最大化を促進し、ヘッダ２５０を通る液体燃料流れの最小化を促進する。スタンドパイプ２４０内の液体燃料レベルが、低レベルスイッチ２５４に関連するレベルを達成する状況において、ベント弁２４２が、開放バイアスされる。
【００４２】
代替の実施形態において、弁２４２は、オペレータによって開始されるコマンド信号に基づき動作されることができる。例えば、所定の動作の間に、システム１００の少なくとも一部からの空気の除去を促進するために、弁２４２は、ソレノイド弁２４４を開放配置にバイアスし、かつ機器空気サブシステム１５６を弁２４２の動作機構と流体連通させるオペレータによって引き起こされる電気信号によって、開放配置にバイアスされることができる。サブシステム１５６からの機器空気は、弁２４２を開放配置にバイアスする。弁２４２は、類似する方法で閉鎖配置にバイアスされることができ、すなわちオペレータによって引き起こされる電気信号の除去は、ソレノイド弁２４４を閉鎖配置にバイアスし、機器空気は、弁２４２の動作機構から除去され、かつ弁２４２は、閉鎖配置にバイアスされる。
【００４３】
システム１００の動作を促進することができるサブシステム２００に対する追加の実施形態は、弁２４２に関連する特徴を警戒しかつ／または警報する制御サブシステム（図１に示されていない）オペレータを含む。例えば、オペレータ警戒または警報は、所定の閾値を超える所定の期間内の多数のサイクルで、弁２４２が、開放配置と閉鎖配置の間の所定の時間期間またはサイクルを超えて開放され、両方の状況は、故障を示す可能性がある。
【００４４】
他の代替の実施形態において、少なくとも１つの液体レベル変換器（図１に示されていない）は、スタンドパイプ２４０に流体連通されることができる。使用されることができる液体レベル変換器の一例は、差圧タイプの変換器である。この代替の実施形態において、レベル変換器は、実質的に連続する方法でスタンドパイプ２４０内のレベルを検知し、制御サブシステム（図１に示されていない）にレベル信号を送る。レベル変換器からの信号は、レベルスイッチ２５２および２５４と協働しまたはレベルスイッチ２５２および２５４を置き換えるために、ベント弁２４２に関連する全体的な制御スキームに統合されることができる。
【００４５】
例示的な実施形態において、ローカルレベルゲージ２６８が、スタンドパイプ２４０のレベルを決定するために使用されることができる。ゲージ２６８は、スタンドパイプ２４０が動作状態である動作モードの間に、ゲージ２６８をスタンドパイプ２４０から分離するために閉鎖配置にバイアスされることができる手動遮断弁２７０および２７２を介して、スタンドパイプ２４０と流体連通する。
【００４６】
ベントスタンドパイプ２４０は、液体燃料再循環戻りヘッダ２７４を介してサブシステム１０２に給送する液体燃料と流体連通する。液体燃料再循環動作モードの間に、液体燃料は、燃料給送再循環ヘッダ１５８を介して以降の格納のために液体燃料格納タンク１６４に戻る。この構成は、ヒートシンクとしてタンク１６４を利用する開放ループ構成と呼ばれることができる。タービン区画１５２を通って循環される間の液体燃料で得られる熱は、格納タンク１６４内の格納される液体燃料の容積内に散逸されることができ、格納される燃料の容積は、再循環サブシステム２００の容積、ならびにタンク１６４自体の容積より大きい。ヘッダ１５８は、燃料給送ポンプ（図１に示されていない）から再循環された液体燃料の移送を促進し、かつ流れを制御するためのオリフィス１６０、およびそうでなければバイパスタンク１６４であり得るサブシステム１０２へヘッダ２７４からの流れを最小化するように配置されかつバイアスされる逆止め弁１６２を含む。
【００４７】
代替の実施形態において、閉ループ構成（図１に示されていない）が、サブシステム２００とともに使用されることができる。この構成は、ヘッダ２７４に接続されるインライン熱交換器（図１に示されていない）の流れを使用することができる。熱交換器は、タービン区画１５２を通って循環される間に液体燃料にもたらされる熱を除去することができる。冷却された燃料は、タンク１６４に戻されることができ、またはポンプ１０６の吸い込みの上流側のシステム１００の点、例えばヘッダ１０４に向けられることができる。
【００４８】
窒素供給サブシステム３０６は、手動遮蔽弁３０８を介して共通窒素パージマニホールド３１０と流体連通し、マニホールド３１０は、窒素パージ手動遮断弁３１２および窒素パージヘッダ３１４を介してヘッダ２２８と流体連通する。ヘッダ２２８は、三方弁２２０、ヘッダ１３８、液体排出燃料ヘッダ３０２、および液体燃料手動排出弁３０４を介して、タンク１５４と流体連通する。
【００４９】
例えば、液体燃料モードから気体燃料モードへ変化の後、所定の動作アクティビティの間、液体燃料手動排出弁３０４は、排出ヘッダ３０２を介して停止弁１２６の下流側のシステム１００の一部からの液体燃料を排出するために開放されることができる。液体燃料が、システム１００の一部から十分に排出されたことを確認したとき、窒素供給弁３０８は、窒素パージマニホールド３１０に対して開放されることができる。圧力が、マニホールド３１０内で均等にされたとき、結合される弁３１２は、ヘッダ３１４を介してパージヘッダ２２８に窒素を移送するように開放されることができる。弁２２０がヘッダ１４０内にパージ空気の流れを促進するためにバイアスされ、燃料ヘッダ１３８がヘッダ２２８と流体連通して、窒素は、三方弁２２０を介して弁２２０を通ってヘッダ１３８内に流れることができる。窒素圧力は、排出ヘッダ３０２に向かって、かつ排出弁３０４を介してフォールススタート排出タンク１５４へシステム１００の一部の外に、残留する液体燃料の流れをバイアスする傾向がある。窒素パージアクティビティが完了したとき、弁３０４が閉鎖されることができ、窒素圧力は、ヘッダ１３８内への空気の浸透を妨げることを促進するために、ヘッダ２２８および１３８内で維持されることができる。さらに、ベント弁２０４は、弁２２０間のシステム１００の一部からの空気および／または液体燃料の除去を促進するための所定の時間期間について、および窒素パージアクティビティを介して引き起こされるバイアスを介して、タンク１５４へのヘッダ１３４と２０２との間の相互連結点について、上述のように開放配置に向かってバイアスされることができる。
【００５０】
例示的な実施形態において、多目的液体燃料再循環／窒素パージ／空気ベントヘッダ２２８は、流れ分割器排出ヘッダ１３８に対して実質的に上に向かう傾斜を有する。上に向かう傾斜は、燃焼タービンが気体燃料モードで動作する期間の間に、三方弁２２０を通って漏洩することがあるパージ空気を移送することを促進する。ベントスタンドパイプ２４０は、ヘッダ２２８を介して弁２２０からスタンドパイプ２４０へ向かう空気の流れを促進するために、システム１００の一部の高い点にあるように配置される。
【００５１】
再循環サブシステム２００も、システム１００の結合される部分に残留する空気の可能性が、実質的に最小化されるように、ヘッダ１３８、２２８、マニホールド２３２、およびヘッダ２３４の液体燃料での再充填を促進する。燃料給送サブシステム１０２の液体燃料給送ポンプ（図１に示されていない）が、動作状態にすることができると、弁１１８が開放され、弁１２２および１２６は、ヘッダ１３４に液体燃料を移送するためにバイアスされる。液体燃料は、流れ分割器１３６を介してヘッダ１３８を実質的に充填する。液体燃料がヘッダ１３８に入るにつれ、空気および窒素は、ヘッダ２２８に向かってバイアスされ、マニホールド２３２、弁２３６、スタンドパイプ２４０、弁２４２、およびヘッダ２５０を介してフォールススタート排出タンク１５４に移送される。さらに、ベント弁２０４は、弁１２６間のシステム１００の一部からの空気および／または窒素の除去を促進するための所定の時間期間について、および液体燃料充填アクティビティを介して引き起こされるバイアスを介して、タンク１５４へのヘッダ１３４と２０２との間の相互連結点について、上述のように開放配置に向かってバイアスされることができる。さらに、ベント弁２４４は、液体燃料充填アクティビティを介して引き起こされるバイアスを介して、タンク１５４へ弁１２６とスタンドパイプ２４０との間のシステム１００の一部から、空気および／または窒素の除去を促進するために、所定の時間期間について上述のように開放配置に向かってバイアスされることができる。
【００５２】
いくつかの知られている燃焼タービン保守アクティビティは、燃焼タービンが遮断状態にある間に、例えば流れ分割器１３６と三方弁２２０との間のヘッダ１３８において、様々なシステム１００のキャビティ内への空気の導入の促進を含む。この空気は、燃焼タービンコミッショニングアクティビティを通してヘッダ１３８内に留まることができ、燃焼タービン再始動の間の実質的に安定した液体燃料の流れの始動において遅延を促進することができるエアポケットの形成を促進することができる。サブシステム２００は、上述のようにシステム１００の液体燃料再充填方法を使用して、ヘッダ１３８からの空気の除去を促進する。この方法は、コミッショニングの間に気体燃料から液体燃料への動作モード変化の信頼性を増大することができる。
【００５３】
サブシステム２００は、燃料システム１００内のエアポケットの可能性が緩和されて、液体燃料が弁２２０まで維持されることを許容することによって、燃焼タービンの信頼性の可能性がある増大を促進し、それによって気体燃料の液体燃料へのモード変化を促進する。弁２２０までの液体燃料保守は、サブシステム２００を介する空気ベントの間に、液体燃料でシステム１００を充填する方法によって促進される。さらに、弁２２０までの液体燃料保守は、システム１００を通る液体燃料流体の流れの維持にサブシステム２００の使用を介して促進される。サブシステム２００は、上向きに傾斜されたヘッダ２２８を介する液体燃料からのパージ空気除去の方法を促進することを介して、弁２２０までの液体燃料の保守をさらに促進する。システム１００の信頼性は、形成プロセスが上述される炭素質の粒子の形成の緩和を介して増大されることもできる。
【００５４】
サブシステム２００は、燃料温度が、９３℃（２００°Ｆ）未満に留まるために促進されるように、タービン区画１５２内の配管および構成要素を通って移送される間に、液体燃料に移される熱を除去する方法の促進を介して、燃料システム１００内の炭素質の粒子の形成を緩和することができる。サブシステム３００は、温度が９３℃（２００°Ｆ）を超えることがある領域から、燃料排出プロセスおよび窒素パージプロセスの促進を介して、燃料システム１００内の炭素質の粒子の形成をさらに緩和することができる。窒素パージプロセスは、また、空気と燃料との相互作用の可能性を実質的に低減する、システム１００の一部からサブシステム２００を介する空気の除去を促進する。
【００５５】
サブシステム３００は、液体燃料のフォールススタート排出タンク１５４に向うバイアスを促進する前述の重力排出および窒素パージプロセスを使用して、システム１００の一部から液体燃料を除去する方法を提供することを介して、信頼性を促進することもでき、これらのプロセスは、気体燃料動作モードの間に燃焼カン１４６によって、受けられかつその後に点火される液体燃料の可能性を緩和することも促進する。
【００５６】
燃焼タービンの動作信頼性は、サブシステム２００を介してさらに促進されることができる。流れ分割器１３６の上流側のシステム１００内に侵入する可能性がある空気および水は、ギアポンプ１３７の機械結合についての可能性における関連する増大とともに、ギアポンプ１３７に導入される水および腐食生成物についての可能性を増大することがある。流れ分割器を通る液体燃料を一貫して再循環するギアポンプ１３７は、結合の可能性を緩和するためにギアポンプ１３７の十分な作用を引き起こすことができる。代わりに、流れ分割器１３６から可能性がある水、空気、および粒子汚染物を有する液体燃料を実質的に除去するために、窒素パージサブシステム３００の使用は、流れ分割器１３６のさらなる信頼性も促進することができる。
【００５７】
燃焼タービン遮断期間の間に、システム１００およびサブシステム２００は、タービン区画１５２の温度が、９３℃（２００°Ｆ）より実質的に低い可能性があるので、液体燃料再循環モードで必ずしも動作する必要はない。
【００５８】
本明細書で記載された燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムのための方法および装置は、燃焼タービン燃料システムの動作を促進する。より詳細には、本明細書で記載された燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムを設計し、設置し、かつ動作させることは、液体燃料蒸留物と空気との間の化学的な相互作用のために、炭素質の凝結粒子の形成を最小化することによって、複数の動作モードで燃焼タービン燃料システムの動作を促進する。さらに、燃料システム配管および燃焼チャンバの有用な使用寿命予測は、燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムで延長される。結果として、動作状態にされるときの燃料システム効率および有効性の劣化、増大された保守コスト、および関連するシステムの停止時間は、低減されまたは排除されることができる。
【００５９】
本明細書で記載されかつ／または図示される方法および装置は、燃焼タービン燃料システム、より詳細には燃料再循環サブシステムと、窒素パージサブシステムとの方法および装置に関して記載されかつ／または図示されるが、本明細書で記載されかつ／または図示される方法の実施は、燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムに限定されず、かつ一般に燃焼タービン燃料システムにも限定されない。むしろ本明細書で記載されかつ／または図示される方法は、任意のシステムを設計し、設置し、かつ動作することに適用可能である。
【００６０】
燃焼タービン燃料システムに結合されるとき燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムの例示的な実施形態が、詳細に上述された。方法、装置、およびシステムは、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されず、設計され、設置され、動作される特定の燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムに限定されず、むしろ燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムを設計し、設置し、動作する方法は、本明細書に記載された以外の方法、装置、およびシステムとは無関係にかつ別個に利用でき、または本明細書に記載されない構成要素の設計、設置、および動作に利用できる。例えば、他の構成要素はまた、本明細書に記載される方法を使用して設計、設置、および動作できる。
【００６１】
本発明は、様々な特定の実施形態に関して記載されたが、当業者は、本発明が、特許請求の範囲の精神および範囲内の修正とともに実施されることができることを認識する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】燃料再循環サブシステムおよび窒素パージサブシステムを含む液体燃料システムの例示的な実施形態を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１００  燃料システム
１０２  給送サブシステム
１０４  吸い込みヘッダ
１０５  燃料フィルタ
１０６  燃料ポンプ
１０８  排出ヘッダ
１１０  逃し弁ヘッダ
１１２  圧力逃し弁
１１４  逆止め弁
１１６  バイパスヘッダ
１１８  遮断弁
１２０  逆止め弁
１２２  弁
１２４  ヘッダ
１２６  弁
１２８  ヘッダ
１３０  逆止め弁
１３２  再循環ヘッダ
１３４  吸い込みヘッダ
１３６  流れ分割器
１３７  ギアポンプ
１３８  ヘッダ
１４０  ヘッダ
１４２  流れヘッダ
１４４  マニホールド
１４６  燃焼カン
１４８  ノズル
１５０  空気サブシステム
１５２  タービン区画
１５４  タンク
１５６  空気サブシステム
１５８  再循環ヘッダ
１６０  格納タンク
１６２  逆止め弁
１６４  タンク
２００  サブシステム
２０２  ヘッダ
２０４  弁
２０８  ソレノイド弁
２１０  流れオリフィス
２１２  逆止め弁
２１３  変換器
２１４  変換器
２１５  変換器
２１６  遮断弁
２１７  遮断弁
２１８  遮断弁
２１９  共通圧力変換器ヘッダ
２２０  弁
２２２  パイロット空気供給源
２２４  検知ライン
２２６  ばね
２２８  ヘッダ
２３０  逆止め弁
２３２  マニホールド
２３４  ヘッダ
２３６  弁
２３８  ソレノイド弁
２４０  スタンドパイプ
２４２  ベント弁
２４４  ソレノイド弁
２４６  オリフィス
２４８  逃し弁
２５０  ヘッダ
２５２  高レベルスイッチ
２５４  低レベルスイッチ
２５６  変換器
２５８  変換器
２６０  遮断弁
２６２  遮断弁
２６４  ローカル圧力指示器
２６６  手動遮断弁
２６８  ゲージ
２７０  遮断弁
２７２  遮断弁
２７４  ヘッダ
３００  パージサブシステム
３０２  排出ヘッダ
３０４  排出弁
３０６  供給サブシステム
３０８  弁
３１０  マニホールド
３１２  手動遮断弁
３１４  パージヘッダ
【図１】
0005188697.tif 000002